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一種柔性多體動力學建模方法及其工程應用
關鍵詞：航天器 柔性多體動力學 動力學建模 系統(tǒng)級仿真 拉格朗日方程
摘要：針對具有多軸天線驅動、機械臂運動、空間站艙段轉位等多體運動特征的航天器,提出了一種基于浮動基座和樹形拓撲結構的柔性多體動力學建模方法,用于計算機建模和與控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真.基于拉格朗日方程和有限元方法所建立的動力學方程考慮了大角度剛體相對轉動、彈性部件振動、柔性關節(jié)變形特性.將此建模方法程序化并應用于工程實際,可解決此類航天器復雜的機構運動與彈性振動的耦合動力學建模問題,實現(xiàn)完全自主的動力學建模、模型代碼輸出和控制聯(lián)合仿真功能,為此類航天器的動力學特性分析及其控制系統(tǒng)設計與系統(tǒng)級仿真驗證服務.結合帶多軸驅動天線和大型柔性天線的整星對象,采用該方法建模并就系統(tǒng)頻率、頻率響應、時間響應與商業(yè)柔性多體軟件Adams進行對比,結果顯示二者一致性良好,驗證了該建模方法及其軟件實現(xiàn)的正確性和通用性.
航天器環(huán)境工程雜志要求:
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